锆铝复合层柱黏土固体超强酸的制备及催化性能

研究了用金属离子掺杂及硫酸根改性提高层柱黏土酸性的方法。由取代法制得锆铝复合交联剂,经离子交换制得锆铝复合交联黏土,再经SO42-改性制得锆铝复合层柱黏土固体超强酸催化剂。利用X射线衍射、红外光谱、氨吸附程序升温脱附、比表面积及孔径分布分析等对催化剂结构进行了表征。实验确定了锆铝复合交联黏土SO42-改性最佳工艺条件。以乙酸正丁酯合成反应为探针对催化剂的活性进行了测试。结果表明:锆铝复合交联剂被成功引入蒙脱石的层间。经SO42-改性后的锆铝复合层柱黏土,其固体酸性得到了强化,是一种比表面积较大且孔径分布较为均匀的固体超强酸催化材料。在硫酸铵溶液浓度为200g/L,焙烧温度为400～500℃的SO42-改性的条件下,乙酸的转化率达93.4%,反应中无副产物产生,催化剂具有良好的重复使用性能。